核磁共振類實(shí)驗(yàn)-實(shí)驗(yàn)報告(已修改)
2025-05-26 01:30 本頁面
【正文】 核磁共振類實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報告（1） 核磁共振（2） 脈沖核磁共振與核磁共振成像第一部分 核磁共振基本原理磁共振是指磁矩不為零的原子或原子核在穩(wěn)恒磁場作用下對電磁輻射能的共振吸收現(xiàn)象。如果共振是由原子核磁矩引起的，則該粒子系統(tǒng)產(chǎn)生的磁共振現(xiàn)象稱核磁共振（簡寫作NMR）。如果磁共振是由物質(zhì)原子中的電子自旋磁矩提供的，則稱電子自旋共振（簡寫ESR）,亦稱順磁共振(寫作EPR)；而由鐵磁物質(zhì)中的磁疇磁矩所產(chǎn)生的磁共振現(xiàn)象，則稱鐵磁共振（簡寫為FMR）。原子核磁矩與自旋的概念是1924年泡利（Pauli）為研究原子光譜的超精細(xì)結(jié)構(gòu)而首先提出的。核磁共振現(xiàn)象是原子核磁矩在外加恒定磁場作用下，核磁矩繞此磁場作拉莫爾進(jìn)動，若在垂直于外磁場的方向上是加一交變電磁場，當(dāng)此交變頻率等于核磁矩繞外場拉莫爾進(jìn)動頻率時，原子核吸收射頻場的能量，躍遷到高能級，即發(fā)生所謂的諧振現(xiàn)象。研究核磁共振有兩種方法：一是連續(xù)波法或稱穩(wěn)態(tài)法，使用連續(xù)的射頻場（即旋轉(zhuǎn)磁場）作用到核系統(tǒng)上，觀察到核對頻率的感應(yīng)信號；另一種是脈沖法，用射頻脈沖作用在核系統(tǒng)上，觀察到核對時間的響應(yīng)信號。脈沖法有較高的靈敏度，測量速度快，但需要快速傅里葉變換，技術(shù)要求較高。以觀察信號區(qū)分，可觀察色散信號或吸收信號。但一般觀察吸收信號，因?yàn)楸容^容易分析理解。從信號的檢測來分，可分為感應(yīng)法，平衡法，吸收法。測量共振時，核磁矩吸收射頻場能量而在附近線圈中感應(yīng)到信號，則為感應(yīng)法；測量由于共振使電橋失去平衡而輸出電壓的即為平衡法；直接測量共振使射頻振蕩線圈中負(fù)載發(fā)生變化的為吸收法。本實(shí)驗(yàn)用連續(xù)波吸收法來觀察核磁共振現(xiàn)象。2. 核磁共振的量子力學(xué)描述 核角動量P由下式描述， （1） 式中， I是核自旋磁量子數(shù)，可取0，1/2，1，...對H核，I=1/2。 核自旋磁矩與P之間的關(guān)系寫成 （2） 式中，稱為旋磁比e為電子電荷；為質(zhì)子質(zhì)量；為朗德因子。 以H核為例，式（2）可寫為兩種表達(dá)： （3）
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